Java反射技术的使用

熟练的使用反射能让我们的程序耦合度降低,当然会损失一部分性能,毕竟有失才有得。

一、什么是反射?

Java反射机制是在运行状态中,对于任意一个类,都能够知道这个类的所有属性和方法;对于任意一个对象,都能够调用它的任意一个方法和属性;这种动态获取的信息以及动态调用对象的方法的功能称为Java语言的反射机制。

简单的来说:

  • 1. 通过new关键字创建对象操作对象,在编译时就已经确定。
  • 2. 通过反射可以在程序运行过程中动态的操作对象,可以获得编译期无法获得的信息,动态操作最大限度发挥了java扩展性。
反射是框架的灵魂,它可以有效地降低类之间的耦合,很多框架都运用了反射原理,例如hibernate 的实体类,Spring 的 AOP等等都有反射的实现

二、反射的具体实现

1、获取字节码文件对象(Class)的三种方式

/**
 * 方式一:
 * Object中的getClass方法来获取Class对象
 * 使用这方式必须有具体的类,并创建对象
 * 这种方式使用的少,一般是传的是Object,不知道类型的时候才使用
 */Object obj=new Proson();
Class clazz1 =obj.getClass();
System.err.println("通过getClass():"+clazz1);

/**
 * 方式二:
 * 直接通过 类名.class来获取Class对象
 * 任何类型中都具有隐含的静态成员变量class,使用简单,但是扩展性还是不足
 */Class clazz2=Proson.class;
System.err.println("通过类名.class:"+clazz2);

/**
 * 方式三:
 * 通过Class 对象的forName()静态方法来获取Class对象
 * 使用最多,通过类的全限定名,但可能抛出ClassNotFoundException异常
 */Class clazz3 = Class.forName("com.xiaoli.bean.Proson");
System.err.println("通过类的全限定名:"+clazz3);

//比较三种方法对象是否是相同实例
System.err.println(clazz1==clazz2);
System.err.println(clazz1==clazz3);
System.err.println(clazz2==clazz3);

运行结果:

Java反射技术的使用插图

运行结果得知:

  1. 三种方法都可以获取字节码文件对象。
  2. 一个类在 JVM 中只会有一个 Class 实例(比较之后全为true)

2、创建对象的方式

1)Proson类

public class Proson {
    //私有属性
    private String name;
    //公有属性
    public  Integer age;
    //无参构造
    public Proson() {
    }
    //有参构造
    public Proson(String name, Integer age) {
        this.name = name;
        this.age = age;
    }
    //私有方法
     private void method1(){
        System.err.println("method1——run");
    }
    //公有方法
    public void method2(String param){
        System.err.println("method1=2——run :"+param);
    }
    @Override
    public String toString() {
        return "Proson{" +
                "name='" + name + ''' +
                ", age=" + age +
                '}';
    }
}

2)实例化对象的方式

通过new关键字与反射相互对比加深对反射的认识,详解代码如下:

// 不用反射: 创建对象,需要手动new对象不能动态创建。
// new的时候根据new的类名寻找字节码文件,加载进入内存,创建Class对象,并接着创建对应的Proson对象。
Proson p=new Proson();

//通过反射:只需要一个名字,就可以创建对象。
String className="com.xiaoli.bean.Proson";
//寻找该名称的类文件,加载进内存,并创建Class对象。
Class clazz = Class.forName(className);
//通过Class对象的newInstance()创建类对象。
Object o = clazz.newInstance();

3)调用有参构造方法初始化变量

通过有参构造对比反射,详解代码如下:

//不用反射:通过构造方法实例化并初始化变量
Object obj1=new Proson("name",18);
System.err.println("不用反射: "+obj1);
//通过反射:Class对象的getConstructor方法拿到构造器。
Constructor constructor = clazz.getConstructor(String.class, Integer.class);
//通过构造器的newInstance方法实例化并初始化变量
Object obj2=constructor.newInstance("name2",22);
System.err.println("通过反射: "+obj2);

4)运行结果

Java反射技术的使用插图2

三、Class类中方法详解

1、常用方法

到这里应该理解到Class对反射的重要性了吧?那么Class类中有什么常用方法呢?

  • 获取公共构造器 getConstructors()
  • 获取所有构造器 getDeclaredConstructors()
  • 获取该类对象 newInstance()
  • 获取类名包含包路径 getName()
  • 获取类名不包含包路径 getSimpleName()
  • 获取类公共类型的所有属性 getFields()
  • 获取类的所有属性 getDeclaredFields()
  • 获取类公共类型的指定属性 getField(String name)
  • 获取类全部类型的指定属性 getDeclaredField(String name)
  • 获取类公共类型的方法 getMethods()
  • 获取类的所有方法 getDeclaredMethods()
  • 获得类的特定公共类型方法: getMethod(String name, Class[] parameterTypes)
  • 获取内部类 getDeclaredClasses()
  • 获取外部类 getDeclaringClass()
  • 获取修饰符 getModifiers()
  • 获取所在包 getPackage()
  • 获取所实现的接口 getInterfaces()

2、代码详解

//这里方便操作演示用第二种发方法获取字节码对象
Class clazz2=Proson.class;
//通过反射调用有参构造函数初始化对象(上面演示过) 
Constructor constructor = clazz2.getConstructor(String.class, Integer.class);
Object obj = constructor.newInstance("lixiaoli", 18);

//获得类完整的名字
String className1 = clazz2.getName();
System.err.println("1类完整的名字: "+className1);

//获得类名不包含包路径
String className2 = clazz2.getSimpleName();
System.err.println("2类名不含路径: "+className2);

//获得类中公共类型(public)属性
Field[] fields = clazz2.getFields();
String fieldName="";
for(Field field : fields){
    fieldName+=field.getName()+"  ";
}
System.err.println("3类中公共属性: "+fieldName);

//获得类中全部类型(包括私有)属性
Field[] fieldsAll = clazz2.getDeclaredFields();
fieldName="";
for(Field field : fieldsAll){
    fieldName+=field.getName()+"  ";
}
System.err.println("4类中全部属性: "+fieldName);

//获得公共指定属性值
Field age = clazz2.getField("age");
Object o = age.get(obj);
System.err.println("5公共指定属性: "+o);

//获得私有指定属性值
Field name = clazz2.getDeclaredField("name");
// Field name = clazz2.getField("name");只能获取共有属性 故此方法会抛出NoSuchFieldException异常,所以选用getDeclaredField();
name.setAccessible(true); //设置为true才能获取私有属性
Object o2 = name.get(obj);
System.err.println("6类中私有指定属性值: "+o2);

//获取类所有公共类型方法   这里包括 Object 类的一些方法
Method[] methods = clazz2.getMethods();
String methodsName="";
for(Method method : methods){
    methodsName+=method.getName()+"  ";
}
System.err.println("7类公共类型方法: "+methodsName);

//获取该类中的所有方法(包括私有)
Method[] methodsAll = clazz2.getDeclaredMethods();
methodsName="";
for(Method method : methodsAll){
    methodsName+=method.getName()+"  ";
}
System.err.println("8类中的所有方法: "+methodsName);

//获取并使用指定方法
Method method1 = clazz2.getDeclaredMethod("method1");//获取无参私有方法
method1.setAccessible(true);//设置为true才能获取私有方法
method1.invoke(obj);//调用无参方法

Method method2 = clazz2.getMethod("method2",String.class);//获取有参数方法
method2.invoke(obj,"666");//调用有参方法

3、运行结果

Java反射技术的使用插图4

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